25
Федеральное агентство по образованию
Томский государственный университет
Геолого-географический факультет
Кафедра географии
реферат по физической географии материков
Основные черты развития геосферы и планетарная дифференциация ее
ландшафтов
Томск 2007
Содержание
1. Понятие о геосфере
2. Представление о развитии земной поверхности
3. Распределение солнечной энергии и климатические пояса
4. Гидротермические условия и продуктивность биомассы
5. Географические пояса
6. Географические пояса в океане
7. Планетарная модель географической зональности
8. Вертикальная зональность
10. Динамика географической зональности
11. Освоение человеком земной поверхности и изменение природных
ландшафтов
12. Антропогенная модификация природных ландшафтов
13. Глобальные проблемы ландшафтной дифференциации
Список использованной литературы
1. Понятие о геосфере
Геосферой называется сфера (полый шар) в составе Земли, приблизительно
симметричная относительно ее центра и состоящая преимущественно из
вещества, находящегося в одном и том же физическом состоянии (агрегатный
состав, плотность, пределы температуры и т.д.) [1]. Геосфера охватывает
земную кору, нижнюю атмосферу с озонным слоем, гидросферу и биосферу,
проникающие друг в друга и тесно взаимосвязанные обменом вещества и
энергии [2].
Через границы в геосферу в определенных количествах поступают вещество и
энергия из недр Земли (магма и тепло) и из космоса (солнечная энергия и
метеориты). В геосфере лучистая энергия солнца трансформируется в
тепловую и взаимодействует с внутренней энергией Земли. Высвобождающееся
внутриземное тепло почти полностью расходуется на эндогенные процессы.
Солнечная энергия является главным источником жизни и многих других
природных процессов на Земле.
Верхняя граница геосферы четко фиксируется тропопаузой (на высоте 9-10
км в приполярных широтах, 12-13 км в умеренных, 16-17 км в тропических).
Над тропопаузой распологается озоновый слой стратосферы с максимальной
концентрацией озона, который поглощает практически полностью
ультрафиолетовые лучи и защищает все живое в биосфере от их губительного
воздействия.
Нижнюю границу геосферы С.В. Калесник предложил проводить по глубине
современного гипергенеза – от нескольких десятков до 200-300 м, где под
влиянием солнечной энергии, воды, воздуха и организмов происходит
преобразование первичных минералов, возникших в нижних слоях земной
коры, во вторичные, более устойчивые в условиях температуры и давления у
земной поверхности.
2. Представление о развитии земной поверхности
Существует несколько гипотез происхождения Земли. По современным
представлениям около 5 млрд. лет назад сгущения газово-пылевого облака,
попавшего в гравитационное поле Солнца, послужили центрами образования
планет “путем вычерпывания роя частиц” [2]. В процессе превращения в
планету метеоритного вещества в планету выплавлялась рудная масса,
формировались ядро и силикатная кора.
Происхождение материков и океанов объясняется теорией тектоники
литосферных плит, механизма конвекционных “течений” подкоркового
вещества. Схематически она представляется в следующем виде: вследствие
продолжающейся гравитационной дифференциации магмы тяжелые фракции
наращивают металлизированное ядро, а наиболее легкие поднимаются к
поверхности. Лава легко прорывает тонкий осадочный слой в рифтовых зонах
срединно-океанических хребтов и раздвигает плиты в стороны со скоростью
2-6 см/год. Часть аномально легкой магмы “течет” под океанической
литосферой в сторону континентов и тоже содействует дрейфу плит,
обновлению океанической коры.
Края океанических плит, наталкиваясь на более “плавучие”, но более
толстые континентальные плиты, заглубляются под них под углом около 45°.
Сжатие сопровождается нередко складкообразованием по кроям
континентальных плит. Опускание океанической коры и подстилающей нижней
литосферы в менее вязкую астеносферу с ее более высокой температурой и
давлением приводит к вулканизму и землетрясениям.
Рифтовая зона Срединно-Атлантического хребта является наиболее активной.
Она расширяется примерно на 6 см/год, отодвигая американские плиты на
запад, а Евразию на восток. Аравия, Индостан и Австралия “дрейфуют” на
северо-восток за счет раздвигания коры в рифтовой зоне Индийского
океана, вытянутой с юго-востока на северо-запад, к грабену Красного
моря.
3. Распределение солнечной энергии и климатические пояса
Наша планета получает 5628 · 1021Дж/год энергии Солнца. Из общей
величины солнечной радиации, поступающей на внешнюю поверхность
атмосферы, около 22% отражается от слоя облаков и 8% – остальной
атмосферой; 13% энергии поглощается озоновым слоем и 7% поглощается
остальной атмосферой, которая при этом несколько нагревается. И только
половина прямой и рассеянной радиации достигает земной поверхности; 7%
от общего поступления солнечной радиации отражается обратно в мировое
пространство, а оставшиеся 43% от общей величины поглощаются земной
поверхностью, трансформируются в тепло и являются энергетической базой
развития ландшафтов в геосфере. Из 43% лучистой энергии Солнца,
трансформированной земной поверхностью в тепло, 15% в виде тепловых волн
излучаются в тропосферу и прогревают её, в значительной мере определяя
температуру воздуха. Остальные 28% составляют тепловой баланс земной
поверхности. Это тепло главным образом расходуется на физическое
испарение, отчасти на транспирацию и фотосинтез, а также на
молекулярно-турбулентный теплообмен между земной поверхностью и
атмосферой (5%). Радиационный и тепловой балансы существенно изменяются
в зависимости от широты местности. Солнечная радиация над океаном
меньше, а радиационный баланс больше, чем над сушей. Это связано с
меньшей облачностью над сушей. Для суши характерны более высокие
показания альбедо и эффективного излучения. Суша получает солнечного
тепла больше, чем океан, и больше его отдаёт в мировое пространство.
Радиационный баланс поверхности океана значительно больше, чем над
сушей, поскольку океан почти в три раза больше расходует тепла на
испарение, нежели суша.
Поясное распределение солнечного тепла на земной поверхности определяет
неравномерный нагрев атмосферного воздуха. Тропосфера Земли, содержащая
более 4/5 массы атмосферы, в тропиках прогревается от подстилающей
поверхности сильно, в приполярных широтах очень слабо. Поэтому над
полюсами располагаются холодные области с повышенным давлением, а у
экватора – теплое кольцо с пониженным давлением. За исключением
приполярных и экваториальных широт, на всём остальном пространстве
преобладает западный перенос воздуха. Этому есть две причины:
1. В верхней половине тропосферы градиент давления направлен от
тропиков, с одной стороны, к полюсам, а с другой – к экватору. В верхней
части тропосферы повсюду, кроме экваториального и субэкваториальных
поясов, господствует западный перенос воздуха, который частично увлекает
за собой и нижележащие приземные слоя.
2. При своём движении в господствующем западном переносе на вращающейся
Земле циклоны отклоняются к высоким широтам, а антициклоны – к низким,
создавая динамическую ложбину на севере умеренных широт и усиливая пояс
высокого давления под тридцатыми широтами. Вследствие этого у земной
поверхности наблюдается чередование атмосферного давления:
экваториальный пояс пониженного давления с восточным переносом воздуха;
два тропических пояса повышенного давления с нисходящими токами воздуха
под тридцатыми широтами и пассатами по приэкваториальной периферии
барических гребней; два умеренных пояса пониженного давления с западным
переносом воздуха под шестидесятыми градусами; две области повышенного
давления над полюсами с преобладанием восточных ветров по их периферии.
Этим термобарическим поясам соответствуют воздушные массы –
экваториальный, тропический, умеренный и арктический.
В одних и тех же климатических поясах различаются морские и
континентальные воздушные массы, что усиливает фронтальную деятельность.
При проникновении одними фестонами одной воздушной массы в другую
возникают области высокого и низкого давления. Там, где фронты воздушных
масс пересекаются с направлением морских течений, образуются довольно
устойчивые круглогодичные центры действия атмосфер в которых возникают
циклона или антициклоны.
Помимо круглогодичных центров действия атмосферы активно действуют
сезонные центры. Они возникают как результат термических контрастов суши
и моря.
Стационарные и подвижные барические образования содействуют
меридиональному обмену воздушных масс, переносу тепла и влаги из одних
широт в другие [2].
4. Гидротермические условия и продуктивность биомассы
Продуктивность фитомассы в естественных условиях тесно связана с
сочетанием тепла и влаги. Сумма осадков, взятая вне режима тепла,
определяет лишь влажность воздуха и сток. Эмпирически замечено, что
отношение продуктивного увлажнения (осадки минус поверхностный сток) к
радиационному балансу хорошо коррелируют с приростом биомассы.
Доля осадков, выпадающих на суше за счёт внутриконтинентального
влагооборота, составляет примерно 25%. Остальные 75% осадков выпадают
над сушей за счёт привноса влаги с океана. Примерно половина всех
осадков выпадает в экваториальном и субэкваториальном поясах, 1/3 – в
умеренных широтах, 1/10 – в субтропических и тропических поясах, 1/20 –
в полярных областях.
В целом из выпавших на сушу атмосферных осадков 24% стекает в реки, 64%
просачивается в почву, 12% задерживается на поверхности почвы, растений,
строений, а затем испаряются. В итоге физическое испарение составляет
около 38% от суммы осадков. В течение года наземная растительность
транспирирует около 30 тыс. км3 воды. Поверхностный сток в биологических
процессах практически не участвует.
Общая биомасса Земли без учёта массы микробов оценивается различными
авторами в пределах от 2·1012 до 2,7·1012 т сухой массы.
Самая высокая продуктивность фитомассы в естественных фитоценозах
приурочена к дельтам субэкваториального пояса – местами до 3 тыс. ц/га
сухого вещества в год. Дельты жаркого пояса, расположенные на стыке суши
и моря, более всего обеспечены теплом (до 504·103 Дж/ (см2·год),
грунтовым увлажнением и необходимыми питательными элементами в почве.
Вегетация продолжается круглый год. Высока продуктивность и на
наветренных побережьях жаркого пояса.
В тесной связи с гидротермическими условиями проявляется географическая
зональность геохимических процессов в коре выветривания и в
распространении основных типов почв. В каждом типе коры выветривания на
суше выделяют автоморфные и гидроморфные почвогрунты, отличающиеся по
режиму валового увлажнения. Автоморфные ландшафты обычно приурочены к
водоразделам, гидроморфные – к увлажнённым понижениям [2].
5. Географические пояса
Шарообразность вращающейся планеты вызывает поясное распространение на
её поверхности солнечной энергии, что в свою очередь обусловливает
формирование основных воздушных масс, общую циркуляцию атмосферы,
зональность гидротермического режима, экзогенных и геохимических, в том
числе почвенных процессов и зональность в развитии и распределении
биогеоценозов. Поскольку для каждого пояса характерны свои
направленность и ритмика природных процессов, своя структура ландшафтных
зон, эти пояса называются географическими.
Таким образом, широтно-вытянутые географические пояса, выделенные по
режиму тепла, основным воздушным массам и общему характеру их циркуляции
являются столь важными и наиболее крупными таксономическими единицами
природного районирования земной поверхности, как и её подразделение на
материки и океаны.
Географические пояса не являются однородными внутри себя по режиму
увлажнения и континентальности. Преобладание в одних частях пояса
морского, в других – континентального воздуха способствует секторной
дифференциации пояса и в пределах суши и в океанической части пояса.
Сектора различаются по количественной и сезонной ритмике, по
интенсивности биогеохимических процессов, а следовательно и по структуре
зональности ландшафтов.
Термические различия между поясами, а также между сушей и океаном
приводят к формированию постоянных и сезонных центров действия атмосферы
и морских течений. Воздействие океанов на сушу проявляются в секторности
географических поясов.
Многие авторы при зонально-типологической характеристике геосферы
пользуются обобщённым понятием “зональный тип ландшафта”. Под этим
названием подразумевают наиболее типичные и распространённые ландшафты
конкретного пояса, обусловленные определёнными параметрами тепла и влаги
на разных морфоструктурах [2].
6. Географические пояса в океане
Положение географических поясов поверхностного слоя в океане
определяется:
теплом, испарением, солёностью и плотностью воды, которые являются
функцией радиационного баланса;
господствующими ветрами (циклоническими штормами, устойчивым переносом
воздуха, штилями) и морскими течениями; поскольку инерция движения воды
во много раз больше, чем воздуха, морские течения в соответствии с силой
Кориолиса и очертаниями берегов далеко выходят за пределы поясов
господствующих ветров и оказывают существенное влияние на другие пояса;
вертикальной циркуляцией воды, содержанием в ней кислорода, планктона и
высокоорганизованной фауны. Все эти факторы изменяются с широтой
постепенно. Для определения географических поясов в океане важны линии
конвергенции (сходимости) основных водных масс, кромки многолетних
(летом) и сезонных (зимой) льдов в приполярных областях; широтные оси
центров высокого и низкого давлений. По ту и другую стороны от этих осей
ветры в господствующем переносе имеют противоположное направление.
Однако эти рубежи не всегда совпадают, что даёт основание помимо поясов
выделять переходные зоны.
Географические пояса в океане [2]:
Арктический пояс. Включает Арктический бассейн Северного Ледовитого
океана. Температура воздуха и поверхностного слоя океана отрицательная.
Океан покрыт многолетним льдом. Органическая жизнь сравнительно бедна.
Субарктический пояс. Он включает некоторые районы океанов и открытых
морей. Южная граница находится в пределах распространения сезонных льдов
и айсбергов. Зимой в субарктическом поясе господствует арктический
воздух, летом – умеренный. В летнее время много света и достаточно тепла
для обильного развития фито – и зоопланктона (около 200 мг/м3), который
привлекает сюда косяки рыб, стаи птиц и даже китов.
Северный умеренный пояс. Господствует умеренный воздух, имеющий западный
перенос. Средняя годовая температура умеренной водной массы около 10°.
Это пояс активной циклонической деятельности, штормов, густой облачности
и осадков. Вода обогащена кислородом и питательными солями. Обилие
фитопланктона придаёт воде зеленоватый цвет. Богатые рыбные промыслы в
этом поясе дают около половины мирового улова рыбы.
Северный субтропический пояс. Средняя температура воды в южном полушарии
15°, в северном-16°. Зимой господствуют умеренный воздух, западный
перенос и циклоническая деятельность; летом – тропический воздух,
высокое давление, неустойчивые ветры. Бездождевое тёплое лето
обусловливает высокое испарение и повышенную соленость (в среднем 38 ‰).
Ослабление вертикального перемешивания океанических вод уменьшает
содержание в них кислорода и планктона, в частности зоопланктона, до
50-100 мг/м3, что определяет небольшие рыбные запасы.
Северный тропический пояс. Круглый год господствуют тропический воздух
высокое атмосферное давление. В северной части пояса ветры неустойчивые,
в южной части по перифериям динамических антициклонов формируется
северо-восточный пассат. Для пояса в целом характерны малая облачность и
ничтожное количество осадков. Средняя температура воды составляет 20°,
что приводит к сильному испарению. В воде очень мало кислорода и
планктона. Вода прозрачная, синяя, морские организмы в ней разнообразны,
но малочисленны. Содержание зоопланктона 25 мг/м3.
Субэкваториальный пояс. Типична сезонная смена тропического
экваториального пояса. Большую часть года господствует устойчивый
северо-восточный и восточный пассат, летом – юго-западный муссон.
Средняя температура воды 25°. Недостаток кислорода и низкое содержание
планктона (зоопланктона 50-70 мг/м3). По направлению к экватору
облачность и количество осадков сильно возрастают, а солёность воды
уменьшается до 34 ‰.
Экваториальный пояс. Господствует тёплый и влажный экваториальный
воздух, густая облачность и фронтальные дожди, слабые ветры и штили.
Воздух насыщен влагой, морская вода прогревается до 28°С. Солёность ниже
нормали. Фауна исключительно разнообразна и довольно обильна
(зоопланктона более 100 мг/м3).
7. Планетарная модель географической зональности
Для того чтобы лучше уяснить проявление географической зональности –
расположение поясов, основных секторов и зональных типов ландшафтов на
реальных материках, нужно представить себе гипотетически однородный
материк, размеры которого в мелком масштабе соответствовали бы Ѕ площади
суши Земли, конфигурация – её расположению по широтам, а поверхность
представляет невысокую равнину, омываемую океаном.
Планетарный закон горизонтальной зональности ландшафтов суши проявляется
на обширных евроазиатско-африканских равнинах. Поэтому можно показать
наиболее полный план горизонтальной географической зональности на схеме
гипотетического материка, дополнив его недостающими фрагментами
зональности других материков.
Из такой схемы видно, что, во-первых, большее распространение суши в
северном полушарии, чем в южном, вызывает сильное растягивание зон в
континентальных секторах северных умеренного и субтропического поясов. В
южном полушарии эти сектора выклиниваются, но в общем зональность южного
полушария сходна с зональностью северного. Во-вторых, большинство
географических зон располагаются не широтно.
Экваториальный пояс на суше занят постоянно влажными вечнозелёными
лесами (таблица 1). Здесь тепло и влажно. Средние месячные температуры
колеблются от 24° до 27°С. Валовое увлажнение (осадки минус
поверхностный сток) около 144 мм/год. Сезонная ритмика тепла и влаги не
выражена. Биогеохимические и геоморфологические процессы интенсивны в
течение года.
В экваториальном поясе материков создаётся огромная масса органического
вещества. Годовая продукция фитомассы превышает 40 т/га.
В листопадно-вечнозелёных лесах природные условия почти те же.
Таблица 1 – Географические пояса и зоны [2]
ПоясаЗоныПолярныеПустынь
АрктотундрСубполярныеТундр
Лесотундр и предтундровых редколесийУмеренныеБореальные
подпоясаПриокеанических лугов и редколесий
ТайгиСуббореальные подпоясаСмешанных лесов
Широколиственных лесов
Лесостепей и прерий
Степей
Полупустынь
Полупустынь и пустыньСубтропическиеХвойных лесов
Вечнозелёных и полувечнозелёных смешанных лесов
Полувечнозелёных смешанных лесов
Лесов, редколесий и кустарников средиземноморского типа
Полупустынь
Пустынь
Летневлажных редколесий и кустарников
Степей
Прерий и луговых степейТропическиеПустынь
Полупустынь
Редколесий и кустарников, саванн и высокогорных степей
Полувечнозелёных сезонновлажных лесов
Вечнозелёных постоянно влажных лесовСубэкваториальныеВечнозелёных
влажных и умеренно влажных лесов
Полувечнозелёных влажных и умеренно влажных лесов
Вечнозелёных полусухих лесов и кустарников
Листопадных умеренно влажных и сухих лесов
Влажных и умеренно влажных саванн и редколесий
Сухих и опустыненных саванн, редколесий и
кустарниковЭкваториальныеВечнозелёных избыточно влажных и влажных лесов
Листопадно-вечнозелёных лесовВ субэкваториальных поясах на суше
расположены две зоны: муссонных лесов и саванн. Летом данного полушария
здесь господствует экваториальный влажный воздух, зимой – сухой
тропический воздух. Различия в сезонной ритмике биогеохимических
процессов, связанные с продолжительностью и интенсивностью увлажнения,
обусловливают развитие в этих поясах полного ряда латеритных почв.
Годовая продукция растительности в муссонных лесах колеблется от 20-35
т/га, в типичных саваннах – 12. Поскольку термические показатели этого
пояса самые высокие, природный потенциал земледелия при наличии
искусственного орошения является наиболее высоким.
В сухой сезон листопад в муссонных лесах заметно усиливается.
Для тропических географических поясов характерны пустынные и
полупустынные ландшафты, которые занимают 24,5% территории суши. Только
восточные секторы материков заняты муссонными лесами и редколесьями.
Здесь весь год тепло и сухо. Зимой температура не опускается ниже 10°С,
летом 30-35°С. Осадки колеблются от 50-200 мм/год, а гидротермический
коэффициент не превышает 2. Продукция фитомассы ничтожна (4т/га за год).
Растительный покров разрежен и приурочен к местам сравнительно
неглубокого залегания грунтовых вод.
К восточной, муссонной периферии материка пустыни через полупустыни,
кустарники и редколесья сменяются сезонно влажными лесами, которые по
режиму тепла и увлажнения мало отличаются от субэкваториальных муссонных
лесов.
Субтропические пояса характеризуются сезонной циркуляцией воздушных масс
(континентальных и морских умеренных и тропических) и очень сложной
сменой природных зон, связанной с различной степенью увлажнения. Годовой
гидротермический коэффициент колеблется от 2 в пустынях до 12 в
муссонных лесах.
Вследствие господства летом соответствующего полушария сухого
тропического воздуха и зимнего, а не летнего максимума осадков для
западного приокеанического и континентального секторов характерны
средиземноморские жестколистные леса и кустарники для первого сектора,
полупустыни и пустыни, занимающие огромные площади, – для второго.
Максимум осадков приходится там на летнее время.
Пустыни и полупустыни сменяются степями и прериями, которые через
редколесья переходят в муссонные леса. Происходит смена почв.
В субтропиках южного полушария размеры суши малы. Западный сектор
представлен семиаридными жестколистными лесами и кустарниками,
центральный – степями, восточный – прериями и смешанными муссонными
лесами.
В умеренном поясе северного полушария суша достигает по широте
максимальных размеров, а в южном она сильно сужается. Термические
условия северного умеренного пояса с широтой варьируют по радиационному
балансу от 84·103 до 210·103 Дж/ (см2 ·год), а по суммам активных
температур – от 800 до 4000°. Учитывая эти различия, некоторые географы
предлагают разделить умеренный пояс на два: бореальный и суббореальный.
На большей части северного умеренного пояса весь год господствуют
западный перенос умеренного воздуха и циклоническая деятельность,
обусловливающие много осадков.
В субарктическом переходном поясе сказывается недостаток тепла.
Растительность угнетена. Осадки избыточные, преобладают тундровые
глеевые почвы. Растения имеют стелющиеся формы, которые способствуют
сохранению тепла в деятельном слое почвы. У них мелкие и жёсткие листья.
Из-за недостатка тепла биохимические процессы протекают медленно и
ограниченны коротким летним сезоном. Вечная мерзлота препятствует
просачиванию почвенной влаги, ограничивает миграцию элементов,
способствует заболачиванию.
Арктический пояс характеризуется очень низкими значениями радиационного
баланса. Недостаток тепла сильно замедляет биогеохимические процессы и
исключает развитие высших растений. Доминируют мхи и лишайники.
Природные условия антарктического пояса ещё более суровы. Почти вся
Антарктида покрыта мощным покровным ледником. Менее 1% площади материка
свободно ото льда и покрыто мхами, лишайниками и цветковыми растениями.
Аналогичные зоны и подзоны на материках проявляются с неодинаковой
полнотой и дифференцируются по-разному. Каждому материку свойствен свой
план географической зональности. Он зависит от площади материка, его
конфигурации, распределения суши по географическим поясам,
геологического фундамента и орографии, направления господствующих ветров
и от удалённости материков друг от друга [2].
8. Вертикальная зональность
Проявление вертикальной зональности в горах и её сходство с зональными
типами ландшафтов на равнинах земного шара позволяют говорить о
трёхмерности географических зон (четвёртое измерение – продолжительность
развития зон и изменения их ландшафтов человеком). Вертикальная
зональность может проявляться при подъёме суши к хионосфере. Таким
образом, в основе географической зональности на шарообразной поверхности
вращающейся Земли лежит уменьшение солнечного тепла от жаркого пояса к
полюсам и от уровня океана в тропиках к хионосфере.
С подъёмом в горы уменьшаются плотность воздуха, содержание в нём пыли,
диоксида углерода и даже водяных паров, а интенсивность солнечной
радиации возрастает примерно на 10% на 1 км высоты. Ещё больше
усиливается эффективное излучение, особенно длинноволновое (тепловое).
Это вызывает падение температуры воздуха с высотой и резкие её амплитуды
при переходе из света в тень и ото дня к ночи. Количество
ультрафиолетовых лучей возрастает, поэтому активизируется фотосинтез, в
воздухе уменьшается количество бактерий.
Важный факт: граница лесов – полярная на равнинах и верхняя в горах –
проходит примерно там, где сумма активных температур за период вегетации
составляет 600-9000. Различное её положение в этих пределах связано с
местными причинами – влажностью воздуха, продолжительностью светового
дня и составом лесообразующих пород.
Количество атмосферных осадков возрастает в горах до определённой
высоты: в умеренных широтах и во влажных тропиках до 2000-3000 м, в
сухих тропиках до 4000 м, в приполярных широтах до 1000 м. С высотой в
3-4 раза увеличивается поверхностный сток, улучшается дренаж. Болота в
верхних частях практически отсутствуют, тундры сменяются криволесьем и
лугами. С высотой в горах усиливается эрозия и в 5-10 раз возрастает
твёрдый сток.
В горах флора и фауна в 2-5 раз богаче видами, чем на равнинах.
Структура вертикальной зональности в горах зависит в первую очередь от
положения гор в том или ином географическом поясе и секторе, и, конечно,
от их высоты и древности флоры [2].
9. Полярная асимметрия и ритмика в развитии геосферы
В зональности северного и южного полушарий не наблюдается строгой
симметрии. Об этом свидетельствуют следующие факты.
1. Самые высокие показатели поглощаемой земной поверхностью солнечной
радиации приурочены к десятым северным широтам. На соответствующих южных
широтах они на 336·102 – 420·102 Дж/ (см2 · год) ниже.
2. Термический экватор сезонно перемещается между географическим
экватором и 15 – 16° с. ш. Его среднее положение между 5 – 8° с. ш.
3. Центры субтропических максимумов перемещаются от сезона к сезону в
северном полушарии между 32 и 36° с. ш., а в южном между 28 и 32° ю. ш.
4. Если найти среднеширотные положения границ аналогичных географических
поясов в обоих полушариях относительно экватора, то обнаружится, что они
на 4 – 5° смещены к северу. Причины такого смещения следующие: в
северном полушарии суша составляет 39,4% земной поверхности, а в южном –
только 19%. Так как суша поглощает примерно на 17% больше солнечной
радиации, чем океаны, а теплоотдача суши в атмосферу почти вдвое выше,
чем у океана, северное полушарие на 2-3° теплее южного.
Проблема ритмичности в развитии геосферы и, в частности, повторяемости
орогенических фаз, великих ледниковых периодов, засух и других
глобальных явлений посвящено много гипотез. Из средних ритмов
физико-географических процессов, вызывающих смещение ландшафтных зон на
2-3° по широте выделяют 1800-1900-летний период. Через это время Солнце,
Земля и Луна между ними располагаются на одной прямой. При этом на 6%
усиливаются приливы не только в гидросфере, но и в литосфере,
Замедляется вращение Земли вокруг своей оси. Через 100-150 лет после
этого в полярных и высокогорных районах возрастает ледовитость, что
сопровождается некоторым понижением уровня океана, смещением в сторону
тропиков циклонов и повышением общей увлажненности материков.
Через 900-950 лет эти три небесных тела опять оказываются на одной
прямой, но на этот раз Земля находится между Солнцем и Луной. На Земле
наступает период аридности.
Из коротких ритмов широко известны 11-летние периоды солнечной
активности, с которыми связывают активизацию природных процессов на
Земле. Эти ритмы лучше выражены в приполярных и умеренных широтах. В
период повышения солнечной активности усиливаются полярные сияния,
интенсивнее циркулирует атмосфера, активизируется деятельность микробов
и вирусов.
Солнечно-земные связи имеют большое значение в развитии природной среды
и человека.
10. Динамика географической зональности
Начало возникновения географической зональности современного типа
относится к концу мелового периода, когда покрытосеменные (цветковые)
растения сменили юрскую флору (гингковые, хвойные), когда появились
птицы и стали широко развиваться млекопитающие. С палеогена материки
приняли очертания, близкие современным.
По мере охлаждения земной поверхности усилилась дифференциация климата.
В высоких широтах с одной стороны, и в континентальных секторах тропиков
– с другой, стали возникать новые географические зоны, сужая, оттесняя и
заменяя более древние.
Теплый и влажный климат мелового времени благоприятствовал
распространению лесов гилейного типа из покрытосеменных растений от
экватора до высоких широт. Материковые платформы Европы, Азии и Африки
были разобщены океаном. Началось развитие Тихоокеанской складчатости.
В палеоцене постепенное охлаждение земной поверхности усилилось в связи
с началом “космической зимы”, что стало причиной поясно-секторной
дифференциации геосферы. Появились субэкваториальные сезонно-влажные
леса, северная граница которых доходила до 47° с. ш. Севернее и по
склонам гор в южных широтах произрастали более холодоустойчивые леса
типа вечнозеленых лесов субтропиков. В горах появляется вертикальная
зональность, соответствующая определенным поясам и секторам.
В эоцене было еще тепло и достаточно влажно. Расширился континентальный
сектор. В Аравии и Сахаре развивались редколесья типа сухих лесосаванн.
В вечнозеленых лесах появились примитивные обезьяны. Антарктида и
Австралия представляли один материк, а Северная и Южная Америки были
разъединены широким проливом.
В олигоцене отмечается последующее похолодание. На севере Евразии
появилась зона широколиственных лесов умеренного климата. По склонам гор
на севере Евразии росли смешанные леса, а на юге – широколиственные.
Расширяется и больше дифференцируется континентальный сектор. Его центр
занимали степи, север – лесостепи, а юг – саванны, которые
распространялись по всей Сахаре, на полуострове Сомали.
В неогене материки и океаны приняли современные очертания, в альпийской
складчатости возникли высочайшие горные хребты, сложилась современная
система океанических течений, Северная Америка соединилась с Южной
перешейком, возникли Гольфстрим, Лабрадорское и Курильское течение. Шло
дальнейшее охлаждение земной поверхности.
В миоцене происходит дальнейшее усложнение зональной структуры. На
равнинах севера Евразии возникла зона смешанных лесов. Все
предшествующие лесные зоны сузились и сдвинулись к югу. В миоцене в
вечнозеленых лесах широко были распространены человекообразные обезьяны.
В плиоцене в пределах континентального сектора современного тропического
пояса возникли пустыни. К северу были степи, к югу – саванны, на востоке
– редколесья.
На плейстоцен приходятся основные ледниковые периоды. В это время
уменьшается аридность в континентальных секторах тропиков. Умеренный
пояс был сдвинут в широты Средиземноморья, где произошло смешение
северных и южных флор и фаун.
В голоцене – современную геологическую эпоху – также происходят
изменения природной среды, но протекают они медленно. К началу нашего
летоисчисления общий план географической зональности соответствовал
современному. Но в начале средних веков наблюдаются некоторые потепления
и смещения зон к северу. Эти ритмы связывают с 1800-летним периодом
солнечной активности.
11. Освоение человеком земной поверхности и изменение природных
ландшафтов
Степень изменения ландшафтов человеком тесно связана с численностью
населения, энергетической базой производительных сил, направленных на
освоение и использование территории, а также с продолжительностью ее
эксплуатации. В наш век неконтролируемое в общепланетарном масштабе
использование природной среды может перешагнуть порог ее самозащиты.
До сих пор слабо заселены и освоены полярные, высокогорные, аридные
пустыни, тундры, а также переувлажненные экваториальные леса. На
остальной территории 82% мирового населения сконцентрировано на
равнинах, где его средняя плотность превышает 45 чел/км2, 11% – на
высотах 500-1000 м (плотность15 чел/км2), 6% – на высотах 1000-2000 м
(плотность – 10 чел/км2) и 1% – выше 2000 м (4 чел/км2).
Таким образом, человек освоил и изменил в той или иной степени ландшафты
на 60% территории, а на 1/5 части суши изменил их сильно. Анализ
использования земли человеком во времени свидетельствует:
1) о расширении до последнего времени пахотных земель, особенно в
развивающихся странах;
2) о быстром расширении мелиораций как наиболее продуктивной и надежной
формы земледелия;
3) о неуклонном и быстром расширении земель, занятых строениями,
наземными коммуникациями и другими инженерными сооружениями;
4) об увеличении антропогенных пустошей, возникающих в результате
узкопотребительского использования природных ресурсов; о продолжающемся
сокращении площади лесов и об усилении загрязнения земельных угодий,
водоемов и атмосферы.
Таким образом, возникает цепочка: промышленно-городской ландшафт теснит
сельский, а тот в свою очередь расширяется за счет лесов и пастбищ. В
конце концов, ухудшается их качество. По началу редколесья и кустарники
используются как пастбища, а затем распахиваются или застраиваются.
Остаются земли, освоение которых требует больших затрат.
12. Антропогенная модификация природных ландшафтов
Измененные человеком или искусственно созданные им на природной основе
ландшафты принято называть антропогенными модификациями, а их
территориальные сочетания с естественными называют современными
ландшафтами.
Выделяют так называемый культурный ландшафт – это часть природной среды,
ее природно-производственный территориальный комплекс, оптимальное
равновесие естественных процессов в котором постоянно поддерживается
человеком. Примерами типов культурных ландшафтов являются поля, сады,
плантации, карьеры, водохранилища, города, села и т.д.
Современные ландшафты подразделяют на шесть основных групп:
Практически неизменные природные ландшафты – ледники, полярные,
экстрааридные пустыни, заповедники;
Слабо измененные ландшафты, в которых основные природные связи не
нарушены – рационально эксплуатируемые леса, естественные леса,
пастбища, национальные парки;
Нарушенные ландшафты, возникшие вследствие длительного нерационального
использования первичных ландшафтов – мелколесья, возникшие в результате
подсечно-огневой и переложной систем земледелия, саванны – в результате
сведения муссонных лесов, полупустыни – вследствие перевыпаса скота в
сухих саваннах;
Сильно нарушенные ландшафты или антропогенный бедленд, возникший по тем
же причинам и чаще в условиях неустойчивого равновесия природных
процессов – антропогенный карст, вторичное засоление и заболачивание,
подвижные пески;
Преобразованные или культурные ландшафты – сады, поля, лесонасаждения,
антропогенные оазисы в пустынях – постоянно поддерживаются человеком
путем культивации, мелиорации, химизации почвы и т.д.
Искусственные ландшафты, созданные человеком на природной основе –
города, села, промышленно-энергетические и транспортные узлы, наземные
коммуникации, горные разработки, водохранилища.
Из этой классификации видно, что всякий измененный, преобразованный и
даже искусственный ландшафт возникает на основе и в границах
естественного ландшафта, который является исходным.
13. Глобальные проблемы ландшафтной дифференциации
Географическая сфера подразделяется на различного ранга природные
комплексы в результате воздействия четырех основных групп факторов.
Космические факторы – положение Земли в Солнечной системе, инсоляция
шарообразной поверхности нашей планеты с суточным и годовым движениями,
трансформация солнечной радиации. Тепловые и циркуляционные пояса
воздушных масс и проявление в них секторности по соотношению тепла и
увлажнения. Трехмерность географических зон, длительность их развития
под влиянием деятельности человека.
Геофизические факторы – шарообразность Земли, формирование земной коры и
рельефа, образование материков, горных систем и океанических впадин.
Гравитационное поле Земли, удерживание на земной поверхности гидросферы
и атмосферы, механическое перемещение воды и продуктов выветривания.
Биотические факторы – абиогенное возникновение жизни на Земле и ее
развитие при длительном взаимодействии на протяжении геологической
истории двух предыдущих факторов. Роль биосферы и, особенно, фотосинтеза
в трансформации атмосферы, гидросферы и поверхностного слоя осадочных
пород. Возникновение почвенного покрова, органогенных пород.
Антропогенные факторы – воздействие человека, главным образом
производства, созданного им, на естественные ландшафты.
Первые три группы факторов обусловили формирование и развитие
естественных ландшафтов, а антропогенные факторы вызывают многообразные
изменения природной среды, тесно связанные с природными и
социально-экономическими условиями, а также с целями освоения
территории.
Проблемы физико-географического районирования, в частности разработка
системы таксономических единиц, отличаются особой сложностью.
Наблюдаются различные подходы и трактовка влияния указанных факторов на
дифференциацию геосферы, разнобой в выделении и соподчинении
таксономических единиц и нередко в проведении границ природных
комплексов. При дифференциации геосферы следует выделять два подхода к
группировкам природных комплексов – типологический и
индивидуально-региональный.
Типологический подход особенно важен при выявлении глобальных
закономерностей распространения основных поясно-зональных типов
ландшафтов (тундры, саванны, пустыни и др.), которые типически
повторяются на разных материках.
При индивидуально-региональном выделении природных комплексов акцент
делается на местные особенности развития ландшафтов, в особенности на
характер геологических пород и орографии.
При физико-географической дифференциации геосферы выделяют следующие
таксономические единицы:
Типологический (зональный) ряд: геосфера (географическая оболочка) –
географический пояс (с выделением его частей на суше и в океане) –
сектор (спектр зон) – зона (на равнинах и в горах) – подзона – ландшафт.
Индивидуально-региональный (азональный) ряд: геосфера – материки и
океаны – субконтинент или группа физико-географических стран –
физико-географическая страна – зона в пределах страны – провинция –
физико-географический район – ландшафт.
Наиболее крупным подразделением геосферы является географический пояс.
Пояса прослеживаются как на суше, так и в океане. Они выделяются по
режиму тепла, циркуляции основных воздушных масс, типу биохимических
процессов, составу почв и биоты, в океане – по режиму тепла
поверхностного слоя, солености, прозрачности воды и т.д.
Поскольку основные воздушные массы характеризуются господствующим
переносом воздуха с запада на восток, или наоборот, во многих поясах
выделяются сектора увлажнения, для которых присуще особое сочетание
тепла и влаги.
Следующая таксономическая единица – географическая зона. Каждая зона
характеризуется определенным сочетанием тепла и влаги. Набор зон и их
простирание в каждом секторе на суше тесно связаны с поясным переносом
воздуха, с барической топографией по сезонам “зима – лето”, а также с
влиянием морских течений.
Физико-географические страны обычно определяются как значительные части
материков с характерным комплексом признаков – общность орографического
строения (обширная равнина, горная система) с ядром крупной
морфоструктуры (платформа, щит) определенного геологического возраста.
Страна отражает секторный спектр горизонтальной или вертикальной
зональности.
Список использованной литературы
1. Арманд Д.Л. Наука о ландшафте. М.: Мысль, 1975.
2. Физическая география материков и океанов: Учебн. для геогр. спец.
ун-тов / Под общей ред. А.М. Рябчикова. М.: Высш. шк., 1988.
Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter
